2009-10-13 來(lái)源:新浪科技
關(guān)鍵詞：超光速 大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)
最近有科學(xué)家提出，世界上最強(qiáng)大的粒子加速器——大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)能夠用來(lái)驗(yàn)證超光速推進(jìn)。超光速推進(jìn)出現(xiàn)在科幻小說(shuō)之中，是實(shí)現(xiàn)星際航行所必需的。超光速推進(jìn)或許是未來(lái)太空飛船的推進(jìn)方式，能夠使其以接近光速的速度飛行。
超光速推進(jìn)系統(tǒng)(hyperdrive propulsion)的想法緣起于德國(guó)著名數(shù)學(xué)家大衛(wèi)-希爾伯特在上世紀(jì)20年代的研究成果。當(dāng)時(shí)希爾伯特研究了一個(gè)靜止物體同相對(duì)論性粒子之間的相互作用。他推算出如果粒子以超過(guò)1/2光速的速度運(yùn)動(dòng)，遠(yuǎn)處的觀察人員會(huì)感覺(jué)粒子是被靜止物體所推動(dòng)的。
盡管超光速推進(jìn)的想法提出已經(jīng)將近百年，但是最近美國(guó)科學(xué)家富蘭克林-菲爾波重又提起希爾伯特的想法，并推翻了其結(jié)論。富蘭克林認(rèn)為推力是相互的，相對(duì)論性粒子同樣也會(huì)推動(dòng)靜止物體。菲爾波認(rèn)為這種超光速推進(jìn)能夠用來(lái)推動(dòng)一個(gè)靜止物體獲得接近光速的速度。
菲爾波將其設(shè)想比作兩個(gè)不同質(zhì)量物體之間的彈性碰撞。如果較重物體同較輕的靜止物體相撞，較輕物體會(huì)以較重物體速度的大約兩倍彈出。在超光速推進(jìn)系統(tǒng)中，相對(duì)論性粒子能夠推動(dòng)靜止物體以比粒子更快的速度運(yùn)動(dòng)。
菲爾波還認(rèn)為他的設(shè)想可以通過(guò)大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)來(lái)檢驗(yàn)。因?yàn)樽鳛槭澜缟献畲蟮牧Ｗ蛹铀倨鳎軌蚪o粒子充分加速，產(chǎn)生足夠的推動(dòng)力。菲爾波希望在大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)內(nèi)放置實(shí)驗(yàn)物，測(cè)量加速粒子流從物體旁通過(guò)時(shí)產(chǎn)生的微小力量。該試驗(yàn)物不會(huì)和粒子束相互影響，因而也就不會(huì)影響大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。
歐洲大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)是目前世界上最大、能量最強(qiáng)的粒子加速器，它位于日內(nèi)瓦附近瑞士和法國(guó)交界地區(qū)地下100米、總長(zhǎng)約27公里的環(huán)形隧道內(nèi)。對(duì)撞機(jī)前后花了12年時(shí)間建造，其建造費(fèi)用高達(dá)37.6億歐元。 大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)能夠?qū)墒|(zhì)子加速到空前的能量狀態(tài)而后發(fā)生相撞，以驗(yàn)證科學(xué)家有關(guān)粒子的種種推測(cè)。功率達(dá)到最大時(shí)，數(shù)萬(wàn)億個(gè)質(zhì)子將在大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)周?chē)募铀倨鳝h(huán)內(nèi)以每秒1.1245萬(wàn)次的頻率急速穿行，它們的速度是光速的99.9999991%。
如果大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)無(wú)法用來(lái)檢驗(yàn)超光速推進(jìn)的話，菲爾波建議使用位于美國(guó)伊利諾伊州的的費(fèi)米國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的正反質(zhì)子對(duì)撞機(jī)來(lái)進(jìn)行檢驗(yàn)。在大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)(LHC)建成之前，世界上最大的粒子對(duì)撞實(shí)驗(yàn)室是美國(guó)的費(fèi)米國(guó)家實(shí)驗(yàn)室，曾經(jīng)因其第一次直接觀測(cè)到T中微子而震驚物理學(xué)界。費(fèi)米實(shí)驗(yàn)室1983年建成，耗資1.2億美元，可以實(shí)現(xiàn)粒子在約1.98TEV能量下進(jìn)行碰撞。而LHC遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了它，可以使粒子在約7TEV的能量下碰撞。因此，在費(fèi)米國(guó)家實(shí)驗(yàn)室產(chǎn)生的推動(dòng)力也遠(yuǎn)小于在大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)產(chǎn)生的推動(dòng)力。
- 相關(guān)新聞
- 無(wú)相關(guān)新聞